EME-1028-tecnologia-de-materiales

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1.- DATOS DE LA ASIGNATURA 
Nombre de la asignatura : Tecnología de los Materiales 
Carrera : Ingeniería Electromecánica 
Clave de la asignatura : EME-1028 
SATCA1 3 - 1 - 4 
 
2.- PRESENTACIÓN 
Caracterización de la asignatura. 
Esta asignatura aportara los conocimientos necesarios para la selección y uso 
adecuado de los materiales en base a sus características y propiedades, que se 
consideren en el diseño de dispositivos y/o sistemas electromecánicos, sin 
descuidar el cuidado del medio ambiente, además de conocer y manejar los 
diferentes equipos de prueba utilizados para la obtención de las propiedades 
mecánicas, eléctricas, térmicas y magnéticas de los materiales 
 
Esta materia se ubica al inicio del plan de estudios, debido a que da los 
conocimientos sobre las características y propiedades de los materiales que deben 
ser considerados dentro de los proyectos a realizar en todas las materias de la 
retícula posteriores a esta materia, además del cuidado y protección de los 
materiales para evitar su pronto deterioro y así alargar la vida útil de los diferentes 
dispositivos electromecánicos 
 
 
Intención didáctica. 
Con la intención de formar en el estudiante las competencias profesionales 
propuestas, esta materia contempla seis unidades de estudio. 
 
En la primera unidad el estudiante debe comprender que de acuerdo a la estructura 
y arreglo cristalino y/o no cristalino que presenta un material, a las imperfecciones 
que pueda presentar y a la movilidad de los átomos (Difusión) en los materiales, se 
deben las características, comportamiento y propiedades de los materiales 
 
En la segunda unidad se deben conocer las características de las principales 
propiedades mecánicas que presentan y definen a un material, así como las 
propiedades físicas, eléctricas, térmicas y magnéticas para lograr una buena 
selección del material de acuerdo al trabajo que desarrollara 
En la tercera unidad tener el conocimiento y saber diferenciar dentro de los 
materiales metálicos, a los materiales ferrosos de los materiales no ferrosos, las 
 
1
 Sistema de Asignación y Transferencia de Créditos Académicos 
propiedades y características de cada uno de ellos así como las ventajas de la 
utilización de estos materiales en la fabricación de elementos que forman parte en 
los diferentes dispositivos electromecánicos, ademas de las diferentes aleaciones 
que se pueden tener de estos materiales 
 
En la cuarta unidad tener el conocimiento de los diferentes métodos utilizados para 
modificar las características y propiedades de los diferentes materiales metálicos 
utilizados en la ingeniería 
 
En la quinta unidad conocer los diferentes materiales no metálicos, la clasificación 
de estos en organicos e inorgánicos, las características y propiedades de cada uno, 
además de las ventajas y desventajas en comparación con los materiales metálicos, 
la utilización y aplicación cada vez mayor de estos materiales en el diseño de 
dispositivos electromecánicos es sustitución algunas veces de materiales metálicos 
 
En la sexta unidad tener el conocimiento de los diferentes tipos de corrosión y 
deterioro de los materiales, así como los métodos utilizados para la protección 
contra la corrosión de los diferentes materiales utilizados en ingeniería 
 
En general las seis unidades proveen de las herramientas necesarias para 
enriquecer el ingenio y creatividad en la propuesta de soluciones a necesidades 
industriales, específicamente en el área de diseño, además teniendo una excelente 
selección de materiales se tendrán obviamente buenos resultados en mecanismos y 
máquinas. 
 
Las actividades propuestas a lo largo de la materia tienen como finalidad despertar 
en los estudiantes una actitud creativa e ingeniosa en la solución de casos prácticos 
donde se requiere una adecuada selección de material, algunas de estas 
actividades consideran la investigación documental y de campo para tener un mejor 
conocimiento de los materiales que repercutan en soluciones para las diferentes 
industrias del país. 
La asignatura se estructuró de tal forma que permite al docente ser el guía del 
trabajo que los estudiante deberán ejecutar, es decir, como facilitador de fuentes de 
información y proveedor de estrategias de solución, mientras que a el estudiante le 
permite trabajar de forma proactiva y autodidáctica con libertad y asertividad, para el 
fomento de su creatividad y capacidad propositiva en la búsqueda de soluciones 
viables. 
 
 
3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR 
Competencias específicas: 
 Comprender las propiedades y el 
comportamiento de los diferentes 
materiales utilizados en ingeniería, 
así como los procedimientos que 
permitan controlarlas, reconocer los 
efectos en el medio ambiente y las 
condiciones de operación sobre el 
rendimiento de los mismos, para 
seleccionar el más adecuado de 
acuerdo a su aplicación 
Competencias genéricas: 
 
Competencias instrumentales 
 Capacidad de análisis y síntesis. 
 Capacidad de organizar y planificar. 
 Conocimientos previos de áreas 
especificas del programa. 
 Comunicación oral y escrita y 
 aplicación de una segunda 
 lengua. 
 Habilidades básicas de manejo de la 
computadora para la gestión, 
representación y tratamiento de la 
información. 
 Solución de problemas. 
 Toma de decisiones 
 
Competencias interpersonales 
 Capacidad crítica y autocrítica. 
 Trabajo en equipo inter y 
multidisciplinario. 
 Habilidades interpersonales. 
 Compromiso ético 
 
 
Competencias sistémicas 
 Capacidad de aplicar los 
 conocimientos en la práctica. 
 Habilidades de investigación. 
 Capacidad de generar nuevas ideas 
(creatividad). 
 Liderazgo. 
 Capacidad para seleccionar el 
material adecuado. 
 
 
4.- HISTORIA DEL PROGRAMA 
Lugar y fecha de 
elaboración o revisión 
Participantes Evento 
Instituto Tecnológico 
Superior de Irapuato del 
24 al 28 de agosto de 
2009. 
Representantes de los Institutos 
Tecnológicos de: 
Apizaco, Centla, Ciudad Jiménez, 
Ciudad Juárez, Delicias, 
Huichapan, Irapuato, Jocotitlán, 
La Sierra Norte de Puebla, Lagos 
de Moreno, Lázaro Cárdenas, 
Lerdo, Libres, Linares, Los 
Mochis, Minatitlán, Occidente del 
Estado de Hidalgo, Ocotlán, 
Oriente del Estado de Hidalgo, 
Parral, Puerto Vallarta, Tamazula 
De Gordiano, Tijuana, 
Tlalnepantla, Tlaxco, Toluca, 
Tuxtepec, Xalapa y Zacatecas. 
Reunión Nacional de 
Diseño e Innovación 
Curricular para el 
Desarrollo y Formación de 
Competencias 
Profesionales de la 
Carrera de Ingeniería 
Electromecánica. 
Desarrollo de Programas 
en Competencias 
Profesionales por los 
Institutos Tecnológicos 
del 1 de septiembre al 15 
de diciembre de 2009. 
Academias de Ingeniería 
Electromecánica de los Institutos 
Tecnológicos de: 
Cd. Juárez 
Elaboración del programa 
de estudio propuesto en la 
Reunión Nacional de 
Diseño Curricular de la 
Carrera de Ingeniería 
Electromecánica. 
Instituto Tecnológico de 
Mexicali del 25 al 29 de 
enero del 2010. 
Representantes de los Institutos 
Tecnológicos de: 
Apizaco, Centla, Ciudad Jiménez, 
Ciudad Juárez, Huichapan, 
Irapuato, Jocotitlán, La Sierra 
Norte de Puebla, Lagos de 
Moreno, Lázaro Cárdenas, Lerdo, 
Libres, Los Mochis, Mexicali, 
Minatitlán, Occidente del Estado 
de Hidalgo, Ocotlán, Oriente del 
Estado de Hidalgo, Parral, Puerto 
Vallarta, Tamazula de Gordiano, 
Tlaxco, Toluca, Tuxtepec, Xalapa 
y Zacatecas. 
Reunión Nacional de 
Consolidación de los 
Programas en 
Competencias 
Profesionales de la 
Carrera de Ingeniería 
Electromecánica. 
 
5.- OBJETIVO GENERAL DEL CURSO 
Comprender las propiedades y el comportamiento de los diferentes materiales 
utilizados en ingeniería, así como los procedimientos que permitan controlarlas, 
reconocer los efectos en el medio ambiente y las condiciones de operación sobre el 
rendimiento de los mismos, para seleccionar el más adecuado de acuerdo a su 
aplicación. 
 
 
 
6.- COMPETENCIASPREVIAS 
• Interpretar la normalización nacional e internacional. 
• Manejar conceptos básicos de medición. 
• Conocer los elementos químicos, su clasificación y simbología. 
• Manejo de estructura atómica y enlaces químicos. 
 
 
 
7.- TEMARIO 
 
Unidad Temas Subtemas 
1 Estructura cristalina de 
los materiales 
1.1 Estructura y arreglo cristalino y no 
cristalino 
1.2 Imperfecciones 
1.3 Movilidad de los átomos (Difusión) 
 
2 Propiedades mecánicas 
y físicas de los 
materiales 
2.1 Propiedades mecánicas 
2.2 Propiedades físicas 
2.3 Propiedades térmicas 
2.4 Propiedades eléctricas 
2.5 Propiedades magnéticas 
 
3 Materiales metálicos 
3.1 Materiales ferrosos 
3.2 Materiales no ferrosos 
 
4 Modificación a la 
estructura cristalina 
4.1 Endurecimiento por deformación 
4.2 Tratamientos térmicos 
 
5 Materiales no metálicos 
5.1 Polímeros 
5.2 Cerámicos 
5.3 Materiales compuestos 
 
6 Corrosión y deterioro de 
materiales 
6.1 Tipos de corrosión 
6.2 Protección contra la corrosión 
6.3 Otros tipos de deterioro de los materiales 
 
 
 
8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS 
El profesor debe: 
 
Ser conocedor de la disciplina que está bajo su responsabilidad, conocer su origen y 
desarrollo histórico para considerar este conocimiento al abordar los temas. 
Desarrollar la capacidad para coordinar y trabajar en equipo; orientar el trabajo del 
estudiante y potenciar en él la autonomía, el trabajo cooperativo y la toma de 
decisiones. Mostrar flexibilidad en el seguimiento del proceso formativo y propiciar la 
interacción entre los estudiantes. Tomar en cuenta el conocimiento de los 
estudiantes como punto de partida y como obstáculo para la construcción de nuevos 
conocimientos. 
 
 Propiciar actividades de metacognición, ante la ejecución de una actividad, 
señalar o identificar el tipo de proceso intelectual que se realizó: una 
identificación de patrones, un análisis, una síntesis, la creación de un 
heurístico, etc. 
 Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en 
distintas fuentes. 
 Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio 
argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre 
los estudiantes. 
 Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo 
ocupacional. 
 Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de 
estudios a las que ésta da soporte para desarrollar una visión interdisciplinaria 
en el estudiante. 
 Propiciar el desarrollo de capacidades intelectuales relacionadas con la 
lectura, la escritura y la expresión oral. 
 Propiciar el desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deducción y 
análisis-síntesis, que encaminen hacia la investigación. 
 Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los 
conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo 
de la asignatura. 
 Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos 
de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. 
 Cuando los temas lo requieran, utilizar medios audiovisuales para una mejor 
comprensión del estudiante. 
 Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de la asignatura 
(procesador de texto, hoja de cálculo, base de datos, e Internet) 
 
 
9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN 
La evaluación debe ser continua y formativa por lo que se debe considerar el 
desempeño en cada una de las actividades de aprendizaje, haciendo especial 
énfasis en: 
 
 Reportes escritos de observaciones, investigaciones, experiencias y 
prácticas. 
 Exámenes escritos para comprobar el manejo de aspectos teóricos y 
declarativos. 
 Presentación frente a grupo de resultados de investigaciones 
 Solución de problemas, individual, por equipos 
 Aplicaciones mediante el uso de software. 
 
 
 
10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE 
 
Unidad 1: Estructura cristalina de los materiales 
Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje 
Conocer y analizar las diferentes 
estructuras cristalinas y la difusión 
o movimiento de los átomos para 
entender el comportamiento de los 
diferentes materiales 
 
 
 Construir modelos didácticos de las tres 
estructuras en las que solidifican los 
metales. 
 Seleccionar los elementos que tengan 
estructuras atómicas similares y elaborar 
una tabla para demostrar la repetibilidad 
en la red cúbica. 
 Investigar los diferentes sistemas 
cristalinos 
 Investigar las diferentes imperfecciones de 
las estructuras cristalinas y no cristalinas. 
 Calcular la movilidad de los átomos por 
difusión térmica. 
 
Unidad 2: Propiedades mecánicas y físicas de los materiales 
Competencia específica a desarrollar 
Actividades de Aprendizaje 
Conocer y analizar las principales 
propiedades mecánicas, físicas, 
térmicas, eléctricas y magnéticas 
de los materiales, para seleccionar 
el más adecuado. 
 
 
 Investigar y comparar las propiedades 
mecánicas más comunes de los 
materiales metálicos, cerámicos, 
polímeros y compuestos, 
 Explicar el diagrama Esfuerzo-
Deformación obtenido mediante una 
prueba de tensión y definir Limite de 
proporcionalidad, limite elástico, punto de 
 fluencia o cedencia, esfuerzo de cedencia 
al 0.02%, resistencia a la tensión, 
ductilidad, % de elongación en 2”, % de 
reducción de área, módulo de resiliencia, 
módulo de tenacidad y módulo de 
elasticidad. 
 Identificar y describir los diferentes 
métodos para obtener la dureza de los 
materiales y comparar los resultados. 
 Analizar la relación que existe entre la 
dureza y resistencia a la tensión en los 
aceros. 
 Definir resistencia al impacto, describir los 
métodos de ensayo y explicar el efecto de 
la temperatura. 
 Definir fatiga, describir la prueba de fatiga 
y explicar la naturaleza de la resistencia a 
la fatiga. 
 Definir y explicar la naturaleza de las 
principales propiedades eléctricas y 
magnéticas de los materiales. 
 Clasificar y elaborar una tabla de 
materiales de acuerdo a sus 
características y propiedades eléctricas, 
electrónicas y magnéticas, así como sus 
aplicaciones. 
 
 
Unidad 3: Materiales metálicos 
Competencia específica a desarrollar 
Actividades de Aprendizaje 
Conocer, analizar y clasificar los 
diferentes materiales ferrosos y no 
ferrosos y sus aleaciones. 
 
 
 Definir aleación, fase, solución sólida, 
solubilidad, la Regla de fases y Diagramas 
de fases 
 Analizar el Diagramas de fases Isomorfo, 
identificando puntos, líneas y áreas 
características. 
 Analizar el diagrama hierro-carbono 
 Investigar y analizar la clasificación de los 
aceros 
 Investigar y analizar la clasificación de los 
hierros 
 Investigar y analizar las características de 
los diferentes materiales no ferrosos y de 
sus aleaciones 
 Realizar una tabla comparativa entre las 
aplicaciones, ventajas y desventajas entre 
los diferentes materiales ferrosos y no 
ferrosos 
 
 
Unidad 4: Modificación a la estructura cristalina 
Competencia específica a desarrollar 
Actividades de Aprendizaje 
Analizar y comprender los 
resultados que causan en los 
materiales los diferentes métodos 
para modificar la microestructura 
de estos. 
 
 
 
 
 
 Investigar y analizar los efectos que 
provoca la deformación en frio de los 
procesos de laminación y trefilado 
 Investigar y analizar los efectos que sobre 
la microestructura de un material 
presentan los tratamientos térmicos del 
normalizado, recocido y esferoidizado 
 Investigar y analizar los efectos que sobre 
la microestructura de un material 
presentan los tratamientos térmicos de 
templado y revenido 
 Investigar y analizar los efectos que sobre 
la microestructura de un material 
presentan los tratamientos térmicos 
superficiales 
 Realizar una tabla comparativa entre las 
aplicaciones, ventajas y desventajas de 
los diferentes tratamientos térmicos 
 
 
Unidad 5: Materiales no metálicosCompetencia específica a desarrollar 
Actividades de Aprendizaje 
Conocer y analizar los diferentes 
materiales no metálicos. 
 Definir materiales cerámicos y su 
clasificación. 
 Identificar las propiedades y aplicaciones 
de las cerámicas. 
 Describir con más detalles los vidrios 
inorgánicos, definiendo los tipos, 
propiedades y aplicaciones. 
 Definir la arcilla y sus productos, investigar 
sus aplicaciones e identificar sus 
propiedades. 
 Definir Materiales refractarios, identificar 
los tipos, aplicaciones y propiedades. 
 Definir e identificar otros materiales 
cerámicos, tales como, cementos, 
recubrimientos, fibras, películas, fibra 
óptica y superconductores. 
 Definir y Clasificar los polímeros. 
 Identificar los polímeros Termoplásticos, 
reconocer la relación con sus propiedades, 
analizar el efecto de la temperatura, 
 Investigar los polímeros termofijos, sus 
propiedades y aplicaciones. 
 Comparar los diferentes aditivos para 
polímeros. 
 Investigar los elastómeros, sus 
propiedades y aplicaciones. 
 Identificar el procesamiento y reciclaje de 
los polímeros. 
 Definir e identificar los materiales 
compuestos, por partículas, reforzados 
con fibras, laminares y estructurales. 
 
 
Unidad 6: Corrosión y deterioro de materiales 
Competencia específica a desarrollar 
Actividades de Aprendizaje 
Conocer y analizar los efectos de 
la de corrosión y deterioro de los 
materiales. 
 
 Investigar y reflexionar sobre los diferentes 
tipos de corrosión que se conocen y hacer 
una clasificación. 
 Investigar y analizar los diferentes 
métodos que se utilizan para la protección 
contra la corrosión de los materiales 
 Realizar una tabla comparativa entre los 
diferentes tipos de corrosión y el método 
más adecuado de protección contra la 
corrosión para cada tipo de corrosión 
 Investigar y reflexionar sobre otros tipos 
de deterioro de los materiales y como 
reducir o evitar este deterioro 
 
 
 
 
11.- FUENTES DE INFORMACIÓN 
1. Askeland, D. R., Phulé, P. P. Ciencia e ingeniería de los materiales, Edición 
4ª, Editorial: Internacional Thomson Editores, S. A. de C. V.,Fecha: 2004, 
México.. 
2. Reed – Hill, R. E. Principios de metalurgia física, Edición 9ª, Editorial: CECSA, 
Fecha: 1998, México. 
3. Kazanas, H. C., Baker, G. E., Gregor, T. G. Procesos básicos de manufactura 
4. Edición 16ª Editorial: Mc Graw – Hill, Fecha: 2000, México. 
5. Arting, L. Procesos para ingeniería de manufactura, Edición 4ª, Editorial: 
Alfaomega grupo editor S. A. de C. V., Fecha: 1999, México 
6. Thornton y Colangelo. Ciencia de materiales para ingeniería, Edición 
Editorial: Prentice Hall 
7. Shackelford, James F. Ciencia de materiales para ingenieros, Edición 
Editorial: Prentice Hall Hispanoamericana 
8. Avner, Sydney H. Introducción a la metalurgia física, Edición, Editorial: Mc. 
Graw-Hill 
9. Flinn y Trojan Materiales de ingeniería y sus aplicaciones, Edición , 
Editorial: Mc Graw-Hill 
10. Keyser, Carl A. Ciencia de materiales para ingeniería, Edición, Editorial: 
Limusa 
11. Guy, A.G. Fundamentos de ciencia de materiales, Edición, Editorial: Mc. 
Graw-Hill 
12. Van Vlack, Lawrence H. Materiales para ingeniería, Edición, Editorial: 
CECSA 
13. Marks Theodore B. Manual del ingeniero mecánico, Edición, Editorial: Mc 
Graw-Hill 
14. King. Frank El aluminio y sus aleaciones, Edición Editorial: Limusa 
15. ASM International, Materials information, [web en línea], disponible desde 
internet en: http://www.asminternational, [con acceso el 12 de Noviembre de 
2009] 
 
 
12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS 
 Realizar una prueba de tensión. 
 Realizar una prueba compresión 
 Realizar una prueba de impacto 
 Realizar una prueba de fatiga 
 Realizar una prueba de dureza 
 Realizar un análisis metalográficos 
 Realizar una pruebas de corrosión